wynosi 50,95 do 52,74% zawartoœci tlenku wapnia. (Dudok & Jarmo³owicz-Szulc, 2000).
Kwarc („diamenty marmaroskie”) wystêpuje w postaci przezroczystych, bezbarwnych, rzadziej ¿ó³tawych krysz-ta³ów o formie i po³ysku upodabniaj¹cych go do prawdzi-wych diamentów (Karwowski & Dorda, 1986). „Diamenty marmaroskie” wystêpuj¹ w asocjacji z ró¿nymi bituminami. Charakteryzuj¹ siê bogactwem inkluzji wêglowodorowych o zró¿nicowanym stanie skupienia i sk³adzie fazowym. Kwarc tworzy³ siê po kalcycie pierwszej generacji.
¯y³y kwarcowo-kalcytowe niekiedy wystêpuj¹ w para-genezie z minera³ami rudnymi, jak baryt, antymonit, real-gar, cynober czy rtêæ (np. okolice Rabego w Bieszczadach, rejon Czernogo³owa na Ukrainie). Substancja bitumiczna zajmuje p³aszczyzny pomiêdzy osobnikami kalcytu, jak te¿ wype³nia centraln¹ czêœæ ¿y³ek, otaczaj¹c jego luŸne kryszta³y. Wœród bituminów wyró¿niæ mo¿na nastêpuj¹ce typy: antraksolit, elkeryt, asfaltyt, parafina.
Wyniki badañ izotopowych tlenu i wêgla wskazuj¹ na jednorodny proces tworzenia ¿y³owego kalcytu w pocz¹tkowym stadium migracji wêglowodorów w ska³ach fliszowych Karpat. Badania izotopowe kwarcu wykazuj¹ pewne zró¿nicowanie terytorialne *18
O i sugeruj¹ krystali-zacjê kwarcu z obszaru na SE w nieco wy¿szych
tempera-turach ni¿ w pozosta³ych regionach (NW). Porównanie danych izotopowych ¿y³owych antraksolitów ze strefy œl¹skiej i dukielskiej polskich i ukraiñskich Karpat z litera-turowymi wartoœciami charakterystycznymi dla ró¿nych genetycznie nagromadzeñ bituminów pozwala wniosko-waæ, i¿ utworzenie epigenetycznych bituminów zacho-dzi³o wskutek dzia³ania migruj¹cych wêglowodorów o nieznanej genezie, tzn. tworzy³y siê one z materii organicz-nej kompleksów bituminonoœnych oraz z wêglowodorów pochodzenia g³êbinowego.
Dane uzyskane z badañ petrologiczno-mineralogicz-nych minera³ów ¿y³owych umo¿liwiaj¹ rozwi¹zanie wielu problemów zwi¹zanych z akumulacj¹ ropy naftowej i gazu ziemnego na obszarze Karpat.
Literatura
DUDOK J.V. & JARMO£OWICZ-SZULC K. 2000 — Hydrocarbon inclusions in quartz (the „Marmarosh diamonds”) from the Krosno and Dukla zones in the Ukrainian Carpathians, Geol. Quart., 44: 415–423. JARMO£OWICZ-SZULC K. 2000 — Mineralogiczno-geochemiczne œrodowisko tworzenia „diamentów marmaroskich” — na podstawie badañ inkluzji fluidalnych w minera³ach ¿y³owych Karpat Zewnêtrz-nych, Maszynopis CAG: 1–66.
KARWOWSKI £. & DORDA J. 1986 — The mineral forming envi-ronment of „Marmarosh diamonds”. Min. Pol., 17: 3–12.
Metodyka i zastosowanie badañ zmiennoœci stosunków lekkich izotopów
trwa³ych w geologii
Mariusz O. Jêdrysek*
W badaniach stosunków izotopów trwa³ych, w prób-kach geologicznych najczêœciej wykonywane s¹ analizy wodoru D, wêgla, tlenu i siarki. Mo¿liwoœci analityczne dotycz¹ wiêkszoœci substancji, w tym wêglanów, siarcza-nów, siarczków, siarki rodzimej, materii organicznej (np. torfu, bia³ek), celulozy (np. ze s³ojów drzew), grafitu, kero-genu, sk³adników grupowych ropy naftowej, ropopochod-nych, gazów w atmosferze, wody, krzemianów, tlenków; gazów i roztworów (tak¿e substancji rozpuszczonych, inkluzji fluidalnych).
Analiza izotopowa charakteryzuje siê wysok¹ precy-zj¹. Substancja podlegaj¹ca analizie jest przeprowadzana do postaci czystego gazu (wodór, dwutlenek wêgla, azot, dwutlenek siarki) w wyniku pracoch³onnych i relatywnie drogich pod wzglêdem materia³owym procesów chemicz-nych, z których ostatnim etapem s¹ preparatyki w warun-kach pró¿niowych. Iloœæ próbki potrzebna do analizy jest rzêdu mikromoli, tj. miligram do kilku gramów, w zale¿no-œci od stê¿enia badanego pierwiastka (standardowa prepa-ratyka) od nanomoli (np. analiza w mikroobszarze). Czynnoœci te stanowi¹ najtrudniejszy etap badañ izotopo-wych i mog¹ trwaæ, w przypadku jednej próbki, od kilku godzin do kilkunastu dni. Analizê stosunków izotopowych spreparowanych gazów przeprowadza siê, za pomoc¹ spektrometru mas. Mierzone s¹, wzglêdem wzorców (miê-dzynarodowych), stosunki pr¹dów jonowych przynajmniej dwóch wi¹zek z³o¿onych z cz¹steczek o tej samej masie
atomowej (w du¿ym uproszczeniu s¹ to wi¹zki monoizoto-powe). Analiza taka trwa do ok. 5 min.
Badania stosunków izotopów trwa³ych pozwalaj¹ na charakterystykê genetyczn¹ i dynamiczn¹ substancji, œro-dowiska, opis mechanizmów procesów powstawania sub-stancji itd. Wykorzystywane jest zjawisko efektu izotopowego polegaj¹ce m.in. na tym, ¿e ró¿ne izotopy tego samego pierwiastka maj¹ ró¿n¹ sk³onnoœæ do reakcji chemicznych (w tym, ich prêdkoœæ reakcji chemicznej, migracji, przejœæ fazowych s¹ inne). Prowadzi to do zró¿ni-cowania stosunków izotopowych w œrodowisku. Wielkoœæ i kierunek tego zró¿nicowania zale¿y od intensywnoœci i charakteru procesów w zachodz¹cych w tym œrodowisku. Taka sama substancja, o tym samym sk³adzie chemicznym, mo¿e byæ identyfikowana, bowiem bêdzie mog³a mieæ ró¿-ny sk³ad izotopowy w zale¿noœci od tego w jaki sposób i w jakich warunkach powsta³a, jakiego pochodzenia by³y sub-straty, jakie procesy i jakie zjawiska modyfikowa³y jej sk³ad izotopowy. Ostatecznie, ka¿de Ÿród³o substancji (naturalne czy sztuczne) ma swoj¹ charakterystykê izoto-pow¹ zale¿n¹ od wielu najdrobniejszych nawet czynników. Analizy izotopowe pozwalaj¹ wiêc odpowiedzieæ bar-dzo precyzyjnie na pytania, np. o pochodzenie substancji, temperaturê (i inne parametry fizykochemiczne) jej powstania, warunki œrodowiskowe towarzysz¹ce powsta-waniu substancji, intensywnoœæ parowania i skraplania (wytr¹cania z roztworu), kierunki i dynamikê migracji, przyczyny wzrostu lub spadku stê¿enia substancji w œro-dowisku, bilans mas (ile substancji pozosta³o, a ile uciek³o z uk³adu), rekonstrukcje paleoœrodowiskowe, metabolizm organizmu, rodzaj i kierunek reakcji chemicznych (np. reduk-cja, utlenianie), typ fotosyntezy, charakter zjawisk chorobo-wych i infekcji bakteryjnych. Analiza izotopowa w 342
Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 4, 2001
*Zak³ad Geologii Stosowanej, Uniwersytet Wroc³awski, ul. Cybulskiego 30, 50-205 Wroc³aw; morion@ing.uni.wroc.pl
mikroobszarze pozwala wykryæ niehomogenicznoœæ sk³adu
izotopowego, zwi¹zan¹ np. z wielofazowym narastaniem kryszta³u, rozpuszczaniem i str¹caniem, rekrystalizacj¹,migracj¹ wód itp.
Kalcyfiry forsterytowe z Zawiercia
Ewa Koszowska*
W tzw. strefie granicznej miêdzy blokiem górnoœl¹skim i ma³opolskim, w Zawierciu, na g³êbokoœci ok. 190 m wystêpuj¹ skarny i metasomatyty bogate w pirokseny oraz amfibole, powsta³e kosztem dewoñskich dolomitów i wapieni, genetycznie zwi¹zane z waryscyjskimi dajkami ryodacy-tów. Kompleks skarnowo-metasomatytowy, o mi¹¿szoœci ok. 30 m, jednolity w otworze ZMZ-9, ulega rozcz³onkowa-niu i w otworze RK-1 wystêpuje w postaci czterech stref, przedzielonych s³abiej zmienionymi ska³ami wêglanowymi. Na peryferiach jednej z tych stref oraz w ska³ach wêglano-wych rozdzielaj¹cych dwie kolejne strefy skarnowe stwier-dzono obecnoœæ kalcyfirów. Wystêpowanie kalcyfirów w Zawierciu, w otworze 2 ZM, tworz¹cych strefê o mi¹¿szoœci ok. 1 m, sygnalizowa³a ju¿ Ciemniewska (1976).
W otworze RK-1, w obrêbie s³abo zmienionej, szarej ska³y wêglanowej wystêpuj¹ kilku- do kilkunastocentyme-trowe smugi, soczewy lub owalne skupienia jasnozielone lub be¿owo-zielonkawe, u³o¿one najczêœciej zgodnie z warstwowaniem ska³ wêglanowych. Ska³a ma strukturê heterogranoblastyczn¹, teksturê bezkierunkow¹ i charakte-ryzuje siê zmiennoœci¹ sk³adu mineralnego — udzia³ zser-pentynizowanych oliwinów i minera³ów z grupy humitu rozmieszczonych w tle wêglanowym waha siê od kilkuna-stu do kilkudziesiêciu procent.
G³ównym minera³em wêglanowym kalcyfirów jest kalcyt, który tworzy czêsto zmêtnia³e ksenoblasty o roz-miarach od 0,05 do 0,5 mm. Lepiej zachowane hipidiomor-ficzne osobniki kalcytu wykazuj¹ ³upliwoœæ romboedryczn¹ oraz zbliŸniaczenia polisyntetyczne. Oli-win jest bezbarwny, niepleochroiczny. Jego ksenomorficz-ne, rzadko hipidiomorficzne blasty osi¹gaj¹ rozmiary do 0,3 mm. Jest forsterytem o udziale cz¹steczki fajalitowej wynosz¹cym od 1–2%, z domieszkami TiO2i MnO, któ-rych suma nie przekracza 2% wag. Ulega procesowi
ser-pentynizacji tworz¹c struktury „siatkowe“. Z oliwinem czêsto wspó³wystêpuj¹ silnie spêkane, kseno- lub hipidio-blastyczne minera³y z grupy humitu. Charakteryzuj¹ siê pleochroizmem od bezbarwnego do ¿ó³to-pomarañczowe-go i zbliŸniaczeniami, czêsto polisyntetycznymi. Zawie-raj¹ znacz¹ce domieszki TiO2(do 5,5% wag.) i niewielkie FeO (1,5% wag.) i MnO (0,3% wag.). Ulegaj¹ przeobra¿e-niu we w³óknisty serpentyn, któremu czêsto towarzyszy drobnoblaszkowy chloryt o subnormalnych niebieskich lub br¹zowych barwach interferencyjnych.
W obrêbie wêglanów jak i serpentynów s¹ rozsiane hipidio- i idioblasty ró¿owego spinelu o rozmiarach od 0,05 do 0,25 mm. Jest to spinel sensu stricto, w którym udzia³ cz¹steczki hercynitowej waha siê od 4 do 6%, tylko w niektórych osobnikach osi¹gaj¹c 10%, a maksymalne zawartoœci ZnO, TiO2, MnO wynosz¹ odpowiednio 1,8; 1,5; 0,3% wag. Niektóre kryszta³y s¹ zabarwione plamiœcie — ró¿owe w centrum, ku brzegom przechodz¹c w bez-barwne lub zielonkawe. Spinele wystêpuj¹ce w obrêbie sernentynów lub kontaktuj¹ce z tymi minera³ami czêsto na brzegach ulegaj¹ przeobra¿eniu w hydrotalkit. Rozproszo-ny wœród wêglanów czarRozproszo-ny, nieprzezroczysty, magnetycz-ny minera³, tworz¹cy oœmioœciamagnetycz-ny o rozmiarach od 0,02 do 0,14 mm jest tytanowym magnesioferrytem, w którym domieszki TiO2, MnO i ZnO osi¹gaj¹ odpowiednio1,5; 3,8; 0,8 % wag.
Przeobra¿enia pierwotnej ska³y dolomitowej, kosztem której powsta³y kalcyfiry mog³y zachodziæ wed³ug reakcji: 2 Dol + Chl = 2 Cal + 3 Fo + Spl + 2CO2+ 4 H2O. Reakcja taka przy ciœnieniu 2 kbar wymaga temperatury ok. 610oC, a obecnoœæ minera³ów z grupy humitu wskazuje, ¿e fluidy metamorficzne by³y ubogie w CO2(Bucher & Frey, 1994).
Literatura
BUCHER K. & FREY M. 1994 — Petrogenesis of Metamorphic Rocks. Springer-Verlag Ed.
CIEMNIEWSKA M. 1976 — Kalcyfiry z Zawiercia. Prz. Geol., 24: 660–661.
Syderyty magnezowe w piaskowcach górnokarboñskich œrodkowej Polski
Aleksandra Koz³owska*
Zbadano syderyty z piaskowców wieku namurskiego i westfalskiego, które tworzy³y siê w œrodowiskach rzecz-nych i deltowych. Próbki osadów karbonu wystêpuj¹cych na g³êbokoœci od 1800 do 5000 m, pochodz¹ z dziesiêciu otworów wiertniczych usytuowanych w strefie Warszawa– Dêblin. Syderyty by³y analizowane w mikroskopie polary-zacyjnym z zastosowaniem katodoluminescencji (CL), w
elektronowym mikroskopie skaningowym (SEM) i mikro-sondzie energetycznej (EDS ISIS). Ponadto, oznaczono izotopy wêgla i tlenu w syderytach z wybranych próbek piaskowców, które wczeœniej poddano analizie rentgeno-strukturalnej.
Syderyt i ankeryt nale¿¹ do g³ównych typów cementów wêglanowych w ska³ach karboñskich. Analizowane syderyty, nazywane syderytami magnezowymi (Mg–syderyt) ze wzglêdu na wysok¹ zawartoœæ magnezu w ich sk³adzie che-micznym, obejmuj¹ wêglany szeregu izomorficznego syde-343
Przegl¹d Geologiczny, vol. 49, nr 4, 2001
*Instytut Nauk Geologicznych, Uniwersytet Jagiello-ñski, ul. Oleandy 2a, 30-063 Kraków
*Pañstwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa
